Problemet med att odla ris
Ris är basfödan för ungefär hälften av världens befolkning.
Skörda misslyckanden orsakade av växtpatogener är fortfarande kvarförvärra situationen ytterligare. Detta försöker lantbruket motverka med hjälp av bekämpningsmedel. Att odla patogenresistenta växter är det enda alternativet till dessa miljöskadliga ämnen och är för närvarande endast måttligt framgångsrikt. Men om växter är resistenta mot en patogen genom selektion, är de vanligtvis mer mottagliga för andra patogener eller mindre resistenta mot ogynnsamma miljöförhållanden.
Hur löser forskare problemet?
Av denna anledning internationell forskningTeamet, som inkluderar Institute of Environmental Biotechnology vid Graz University of Technology (TU Graz, Graz University of Technology), har under en tid studerat frömikrobiomet hos risplantor för att fastställa en korrelation mellan växthälsa och förekomsten av vissa mikroorganismer. Forskare gjorde nyligen ett stort genombrott. De hittade en bakterie inuti frön som kan leda till fullständig resistens mot en viss patogen och som naturligt överförs från en generation av växter till nästa. Resultat publicerade i en vetenskaplig tidskriftNaturväxter,ge en ny grund för utveckling av biologiska växtskyddsmedel och ytterligare minskning av skadliga biotoxiner som produceras av växtpatogener.
Rismikrobiom
I traditionell risodlingI Zhejiang-provinsen i Kina observerades att en genotyp av risplantor (sorten Zhongzao39) ibland utvecklar resistens mot växtpatogenen Burkholderia plantarii. Denna patogen orsakar missväxt och producerar även ett biotoxin som kan orsaka organskador och tumörer hos människor och djur som är kroniskt exponerade. "Hittills var det omöjligt att förklara risplantornas sporadiska resistens mot denna patogen", säger Tomislav Cernava från TU Graz. Tillsammans med direktören för institutet, Gabriele Berg, och hans kollega vid institutet, Peter Kusstatscher, studerade Chernava i detalj mikrobiomet hos risfrön från olika växande regioner i samband med samarbete med Zhejiang University (Hangzhou) och Nanjing Agricultural University i Kina och även japanska Hokkaido-universitetet i Sapporo.
Bakteriekomposition som avgörande faktor
Forskare har upptäckt att resistenta växter harannan bakteriesammansättning inuti frön än växter som är mottagliga för sjukdomar. Speciellt bakterier av släktet Sphingomonas var betydligt vanligare i resistenta frön. Därför isolerade forskarna bakterier av detta släkte från fröna och identifierade bakterien Sphingomonas melonis som medlet ansvarigt för sjukdomsresistens. Bakterien producerar en organisk syra (antranilsyra), som undertrycker patogenens verkan och gör den därigenom ofarlig. "Det fungerar också när isolerad Sphingomonas melonis appliceras på icke-resistenta risplantor. Detta gör dem automatiskt resistenta mot växtpatogenen Burkholderia plantarii”, förklarar Tomislav Cernava.
Dessutom är bakterien fixeradi vissa risgenotyper och överförs sedan naturligt från en generation av växter till nästa. "Potentialen med denna upptäckt är enorm. I framtiden kommer vi att kunna använda den här strategin för att minska mängden bekämpningsmedel i jordbruket och samtidigt uppnå bra skördar”, säger Chernava.
Läs mer
Argentinas hälsovårdsministerium avslöjade uppgifter om biverkningar hos dem som fick "Sputnik V"
Platypus visade sig vara en genetisk blandning av däggdjur, fåglar och reptiler
Abort och vetenskap: vad kommer att hända med barnen som kommer att föda
En patogen är vilken mikroorganism som helst, liksom ett speciellt protein - en prion som kan orsaka ett patologiskt tillstånd hos en annan levande varelse.